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1、全国行业职业技能竞赛 全国城镇供水排水行业职业技能竞赛 理论试题题库 1.当水中含有溴化物(溴离子)时，在臭氧氧化作用下会生成溴酸盐(潜在致癌物)。世卫、美国环保局和欧盟制定的最新水质标准以及我国的生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)均规定饮用水中的溴酸盐不得超过 0.01mg/L。因次，对于采用臭氧生物活性炭深度处理工艺的水厂，有必要了解溴酸盐成因，并采取相应工艺措施来控制溴酸盐的生成。图 1 为某水厂深度处理工艺流程图。表 1 和表 2 为该水厂某年 1 月份或 5 月份出厂水中溴酸盐的检测结果。图 1 水厂深度处理工艺流程图 表 1 1 月份或 5 月份出厂水样中水溴酸盐检测结果
2、 编号 原水氨氮含量(mg/L)预臭氧投加量(mg/L)后臭氧投加量(mg/L)出厂水溴酸盐含量(mg/L)1 0.80 1.0 0.5 0.0005 2 1.17 1.0 0.5 0.0005 3 1.16 1.0 0.5 0.0005 4 1.17 1.0 0.5 0.0005 5 1.18 1.0 0.5 0.0005 表 2 1 月份或 5 月份出厂水样中水溴酸盐检测结果 编号 原水氨氮含量(mg/L)预臭氧投加量(mg/L)后臭氧投加量(mg/L)出厂水溴酸盐含量(mg/L)1 0.25 1.0 0.5 0.0025 2 0.29 1.0 0.5 0.0030 3 0.31 1.0
3、0.5 0.0035 4 0.30 1.0 0.5 0.0029 5 0.35 1.0 0.5 0.0020 请回答下列问题:(1)该水厂采用何种方式投加臭氧?(2)请确定表 1 和表 2 分别为哪个月份的检测数据，并给出理由。(3)根据表 1 和表 2 数据，推测影响该工艺条件下生成溴酸盐的因素，并提出相应的控制措施。(4)有文献报道，水的 pH 值也会影响溴酸盐的生成。请根据化学平衡移动原理，判断如何 使用 pH 值实现对溴酸盐的生成的抑制的影响?1、该水厂采用预投加加后两种方式投加臭氧；2、表 1 为 1 月份的检测数据；表 2 为 5 月份的检测数据。生物脱氮的基本原理就是先利用好氧阶
4、段，通过硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过硝化作用转化为硝酸盐和亚硝酸盐。然后在缺氧的条件下，通过反硝化作用将硝氮转化为氮气，氮气随后溢出水面释放到大气，参与自然界氮循环，从而达到降低水中氮含量的目的。硝化反应的效果对生物脱氮至关重要，硝化反应受温度影响大，硝化菌对温度较为敏感，温度低不仅会降低硝化菌对增长速率，还会降低其生物活性，硝化速率降低。另一方面，反硝化细菌的繁殖速率、代谢速率和生物活性也都降低，从而导致脱氮效果下降，因此，1 月份温度低，氨氮含量高；反之，5 余份温度较高，硝化菌活性好，氨氮含量低。3、对比表 1 和表 2 的数据，发现表 1 中原水氨氮含量较高，生成的溴酸盐
5、含量低；表 2 中原水氨氮含量较低时，生成的溴酸盐含量高。推测氨氮的含量影响该工艺条件下生成溴酸盐，可采取在低含量氨氮原水中加入适量氨氮，使得氨氮含量达到 0.8mg/L，可将出厂水溴酸盐含量控制在 0。005mg/L 以下。4、根据化学反应式：HOBr=H+.+OBr-水的 pH 值越低，水中 H+.含量越多，上述平衡向左移动，OBr-含量减少。可以通过降低水中 pH 值实现抑制溴酸盐的生成。2.案例背景描述:某水厂设计规模为 10104 m3/d，过滤采用 V 型滤池，共有 8 格，过滤速度为 9m/h，强制滤 速为 10.3 m/h，滤后水浊度设计为 0.5 NTU，水头损失设计为 2
6、m;滤料采用均匀级配粗砂，厚度为 1.3 m，粒径范围为 0.91.3 mm，不均匀系数为 1.5;过滤周期为 48 h，反冲洗气冲强 度为 15 L(/m2s)，表面扫洗流量为 2.3 L(/m2s)，气水联合冲洗阶段水冲强度为 6 L(/m2s)，单独水冲阶段水冲强度为 8 L/(m2s)。水厂每月测定 1 次的滤层厚度的监测数据如图 1 所 示。图 1 V 型滤池运行 1 年内滤层厚度监测数据 报告要求:(1)综合案例描述和图 1，分析出现的操作问题是什么?(2)生产技术科主管询问由于图 1 的问题，可能引起 V 型滤池运行中的其他 2 个问题。你能列举一下吗?(3)主管说，他需要一份报
7、告，列出导致图 1 所示问题的 3 个原因。请列出。(4)请在本报告中描述排除图 1 所示故障所需的操作。3.案例背景描述:某水厂设计规模为 6104 m3/d，二氧化氯设计投加量为 1mg/L，二氧化氯发生器额定产量为 5kg/h。某年夏季，用水量增加到 6.5104 m3/d。某日，巡检发现二氧化氯发生器中，在相同 条件下，发生器出口处二氧化氯溶液颜色变淡，进一步测得出厂水二氧化氯浓度变化趋势如 图 1 所示;出厂水细菌总数经检测为 3060 CFU/mL。该水厂二氧化氯制备原料:氯酸钠为 工业氯酸钠，纯度为 99%;盐酸为工业盐酸，浓度为 31%;氯酸钠溶液浓度为 33%。图 1 水厂出
8、厂水二氧化氯变化趋势图 报告要求:(1)综合案例描述，试判断出现的操作问题有哪些?(2)生产技术科主管询问由于案例描述的问题，可能给整个供水系统带来的 2 个其他问 题。请列举。(3)主管说，他需要一份报告，列出针对导致案例描述的问题的 5 个原因。请列出这些原 因。(4)在本报告中，请您描述排除案例描述所示故障所需的操作有哪些?4.案例背景描述：某水厂采用反渗透膜处理技术对原水进行深度净化处理，处理水量为 9000 m3/h，淡水产量 设计为 6000 m3/h。深度净化工艺为:原水箱石英砂滤池活性炭滤池软化器精密过 滤器多段式反渗透系统紫外消毒设备净水水箱(图 1)。第一段反渗透装置浓水进
9、入 第二段反渗透装置，提高水的回收率。反渗透膜采用某公司生产的 PA2-8040 芳香族聚酰胺 复合膜，单根膜脱盐率 99%以上。反渗透系统入口压力为 2MPa。图 2 显示了最近一段时期 软化器进水余氯和 ORP(氧化还原电位)变化趋势。同时近期气温较高，原水进水温度为 30.5C。图 1 水厂深度净化工艺流程图 图 2 软化器进水余氯和 ORP(氧化还原电位)变化趋势 报告要求:(1)综合案例描述，判断出现的操作问题是什么?(2)生产技术科主管询问由于图 2 描述的问题所引起的可能在水厂运行中出现的 2 个其他 故障。请列举。(3)主管说，他需要一份报告，列出针对导致图 1 描述的问题的
10、2 个原因。请列出这些原 因。(4)在本报告中，请描述排除图 1 描述所示故障所需的操作有哪些?应达到什么预期目 标?(5)如果采取了上述措施仍不能解决图 1 描述所示故障，应该采取什么后续措施?5.某水厂活性炭滤池设计炭层厚度为 2 米，水厂运行时每季度对每个滤格炭层厚度进行测 定。图 1 显示了该厂 2020 年一至三季度活性炭滤池滤格 1-滤格 4 炭层厚度的测定情况。(1)请根据图 1 所示分析测定结果，判定滤格运行是否正常。如果不正常，请说明存在的问题。(2)请说明由此可能带来的主要危害有哪些?(3)产生这个问题的主要原因有哪些?请列举。(4)针对上述原因，应分别采取哪些措施?6.案
11、例背景描述 在某处理量为千吨/小时的某水厂处理后出水未消毒时除耐热大肠菌群外其他水质达 到一级 A 标(表 1)，该厂使用液氯进行消毒。表 1.某厂出厂水水质情况 (1)若加氯需消耗完出水中含有 NH4+，请写出反应方程式;(2)在假设充分接触时间下，除氮类物质外其他类物质总耗氯为 0.55mg/L，为满足 出水剩余余氯为 1.0mg/L，则每千吨出水需加氯量多少?;(3)请绘制该出水折点加氯示意图;(4)在不考虑原水耗氯情况下请绘制在 0C、15C、30C 下 HOCL 含量与 pH 之间关 系的曲线。7.案例背景描述 某水厂处理规模为 30 万吨/天，其水源使用污染较严重的水库水，CODM
12、n 一般超过 6.0mg/L。该厂滤池所使用的滤料的筛分情况见表 1，为确保出水水质达标，则:(1)请绘制处理该水源污染较严重时典型给水处理工艺，各工序关键控制水质指标;(2)该水厂铺装滤池滤料如图筛分结果，求 d10、k60、k80;(3)若该滤池为 V 型滤池，石英砂容重为 2.65 吨/m3,石英砂膨胀前孔隙率为 0.50，膨胀 前滤层厚度为 1.40m，请计算此时的滤料层水头损失。(4)请说明炭滤池气冲反冲洗的主要控制事项。表 1.滤料筛分数据 8.某再生水厂为 2017 年建设通水运行，设计采用投加次氯酸钠作为再生水消毒的措施，该 套加药装置位于工艺单元末端，加药系统详如图 1 所示
13、。该水厂运行时，通过监测的水质数 据见表 1。请问:(1)该厂的卫生学指标是否满足城镇污水处理厂水污染排放标准 GB18918-2002一级 A 标准的排放要求?(2)通过水质监测数据以及现场加药装置简图，请分析该消毒系统可能存在的问题。9.某再生水厂设计采用臭氧+紫外+次氯酸钠联合方式来作为污水脱色、消毒的措施，工艺 流程图详见图 1 所示。(1)请简述各单元的主要作用 (2)请简述各单元运行调控的要点。10.南方某水厂采用混凝-沉淀-过滤-臭氧活性炭-消毒的处理工艺。(1)部分时段，在运行中发现炭滤池中出现甲壳类动物，分析其原因及危害，并给出解决措施。(2)本臭氧活性炭工艺已连续运行多年，
14、请问如何判断是否需要更换活性炭?(3)如需更换活性炭，厂长让你来完成活性炭的选择。请问可以从哪些指标来判断活性炭的吸附性能，说出两种重要参数的测定原理?11.北方某水厂拟采用超滤工艺对净水厂进行升级改造。(1)该水厂冬季水温低至 2C,夏季水温约 30C。请问该水温变化会对超滤膜面积的选 择产生什么样的影响?设计中如何确定合理的超滤膜面积?(2)厂长欲了解该水源中有机物可能对超滤膜造成的污染状况，请设计一个实验来考察 有机物的不同组分对超滤膜的污染。(3)对污染的超滤膜，如何来确定有效的清洗方法并评价其清洗效果?12.某水厂采用液氯来消毒。(1)通常会从哪些水质检测指标来判断消毒效果?(2)在
15、个别季节，该水厂出水会出现氨氮较高情况，此时需要对投氯量进行调整，按折 点加氯的方式加氯，请设计一个实验，确定此时的加氯量。(3)该水厂有时会发生消毒副产物超标的现象，请问可以从哪些方面调整来控制消毒副 产物?13.背景描述 某工业园区集中式污水厂有两台全自动隔膜厢式压滤机，某操作人员在正常压泥过程中，发现其中一台进泥螺杆泵压力上不去，同时压滤机的出液流量低，泵压力曲线如图 1 所示。操作人员进行了多处调整(提高螺杆泵变频，检查均质池液位(经检查液位正常)，检查螺 杆泵进口是否堵塞(经检查未堵塞)，但都没有解决运行中出现的问题，经综合考虑进泥螺 杆泵存在机械问题的可能性较大。操作人员停机后通知
16、设备维修人员进行了维修处理后螺杆 泵出口压力正常，开机正常脱泥，运行一段时间后又出现螺杆泵本体和出口管道震动问题并 伴随出口超压(螺杆泵额定压力 1.8MPa)，维修后泵压力曲线见图 2。通过这两张图及现象说明，请回答:(1)出现图 1 螺杆泵出口压力低应从哪几个方面进行检查与调整?(2)列举螺杆泵出口压力低可能的原因?(3)螺杆泵本体和出口管道震动可能存在的问题，指出需从哪几方面查找问题?(4)出现此类问题，说明对压滤机的日常维护而言可能存在哪些问题?应如何完善设备的 维护操作?14.背景描述:某鸭屠宰及肉制品深加工一体化企业污水厂有一台处理能力 100m3/h 的溶气气浮设备，溶气释放单元
17、采用溶气泵形式，近期持续一段时间发现溶气释放效果差，气浮池表面浮渣量 明显减少并伴随出水浑浊，溶气缓冲罐压力在 0.2MPa 到 0.5MPa 之间波动，溶气泵进水流 量波动较大，在 7m3/h 左右(溶气泵额定流量 12m3/h)，调取近期运行记录气浮池进出水动 植物油含量如下表(8 小时检测一次)。操作和技术人员进行了一系列调整均未明显改观。通过图标数据和相关异常描述，请回答:(1)各行业气浮池运行过程中出现出水油含量超标可能的原因。(2)列举本示例溶气缓冲罐压力波动可能的原因。(3)描述气浮池出水动植物油长期超标对生化系统的影响。(4)出现此类问题，说明气浮池的日常维护可能存在哪些问题?
18、应如何完善水处理单元的 维护操作?15.某水厂超滤膜系统进水系统如下图 1 所示:系列共 9 台变频进水提升泵，水泵后设备依 次为单向阀、电动阀、自清洗过滤器、膜组器。该进水系统根据进水压力控制，该系列分为 A 组与 B 组，各组水泵为 2 用 2 备，其中 5 号泵可 A 组与 B 组切换备用。正常开启情况下，每组开启 2 台水泵变频(30-50HZ)既可满足运行需求。某月，技术员发现一个问题:系列 存在异常开启水泵情况，在进水量保持不变的情况下，A 组却开启 4 台水泵运行，其中 4 台 40HZ 左右，B 组开启 3 台水泵运行，其中 3 台 45HZ。(1)进水泵异常加开，会给生产带来
19、了什么问题?(2)试分析主要原因可能有哪些，并提出相应解决措施?16.某水厂处理工艺主要模块为超滤膜。实际生产中为研究超滤膜污堵情况，对不同的超滤 膜膜丝进行了扫描电镜分析，清洗前后效果如图 1 所示。(1)膜污染的种类有哪些?不同污染对应的清洗方式又各是什么?(2)用哪些指标可以用来评价超滤膜的污堵程度?(3)根据本水厂工艺特点，厂长需要技术员针对各单元特点，提出可能影响超滤膜过水能力的影响因素及管控方案。这位技术员此时应该考虑哪些因素?17.超滤膜系统中物理反洗是一项重要的清洗方式，其主要步骤为:气洗+气水洗+水洗。膜 组件前物理反洗中供气途径为:空压机+储气罐+2 道主管道总控阀门+气体
20、流量计+单组膜 组件减压阀+单组膜组件进气阀，正常物理反洗气量应该在 2000-2500m3/h 之间，技术员在 膜组件排查中发现两个系列膜系统(各 20 组)中的物理反洗气量如表 1 所示。(1)物理反洗气量不均会带来什么问题?(2)根据供气流程，分析可能的原因有哪些?(3)厂长让技术员做出相应的工艺调整优化，如果你是技术员，你应如何做?18.某水厂超滤膜系统运行过程中，为监控膜系统压力状态，设置了进水压力表、产水压力 表和浓水压力表。在运行过程中发现，跨膜压差差别较大，有高有低。且同一系列，同一进 水主管道下，各组膜组器的进水压力差异较大。(1)超滤膜跨膜压差如何计算，跨膜压差的指示作用是
21、什么?(2)为什么每组膜组器跨膜压差差异较大?分析可能原因。(3)如何来降低跨膜压差?19.膜污染为复合污染，有机与无机污染物的深度融合。某超滤膜系统单组膜组器膜表面积 为 12600m2，该膜组器运行一段时间后，单组膜组器的产水流量为 300m3/h，技术员安排运 行班组对该组膜组器进行离线化学清洗。首先使用次氯酸钠，离线清洗后为 330m3/h，然后 改为使用柠檬酸浸泡清洗，产水量增至 560m3/h。(1)膜通量如何计算?膜通量的高低意味什么?(2)本次技术员的调整原因是什么，试分析为何会产生这样的效果。20.试针对图 1 中工业过程中出现的膜组件的膜通量随时间变化的 A 和 B 两种情
22、况分 别进行分析(虚线是膜的初始通量)。21.为杀灭水中存在在的病原微生物，防止传播疾病，确保细菌学指标达到国家标准，必须 进行消毒处理。氯消毒是常利用的安全、较经济和有效的消毒方法。消毒时水中加氯量分为 需氯量和余氯量，由于水中污染物存在的情况比较复杂，加氯量与余氯存在密切关系。如图 1 和图 2 所示:(1)对图 1 中的加氯量与余氯关系进行分析;(2)对图 2 中的各段加氯量与余氯关系及消毒效果进行分析;(3)对于给水厂，如何利用上述曲线加氯，以达到既经济又满足消毒的目的?;(4)污水处理厂为了满足达到严格的国家排放标准，通常设计 10mg/L 加氯量，控制余氯达 到 0.5mg/L 以
23、上，试分析一个处理水量 10 万 m3/日的污水处理厂每日消毒成本情况(氯 3400 元/吨)。22.案例背景描述:某水厂设计规模为 6104 m3/d，设置有 2 组沉淀池。原水浊度一般为 50-70 NTU。运行中发 现其絮凝池末端矾花大而密实，呈云块状，出水清澈，但沉淀池中矾花颗粒有所减小，沉淀 池出水携带矾花。原水浊度和滤前水浊度变化情况如图 1 所示。现在正值春季，气温升高比 较迅速;用水量有所增加。报告要求:(1)综合案例描述，请判断出现的操作问题是什么?(2)生产技术科主管询问由于案例和图 1 描述的问题所引起的在水厂运行中出现的 2 个可 能的其他故障。请列举。(3)主管说，他
24、需要一份报告，列出针对导致案例和图 1 描述的问题的 5 个原因。请列出 这些原因?(4)在本报告中，请描述排除案例和图 1 描述所示故障所需的操作有哪些?23.检修工发现工厂中微滤膜设备过滤过程中进口处压力表的读数低于出口处压力表 的读数。检修工认为膜设备发生了故障，就将膜设备拆开，但却没有发现任何问题。针对这 种情况，请分析并解释这种现象。24.水处理过程中新更换的 MBR 膜组件在使用不到半个月出现抽吸负压急剧升高并 且产水量不到设计流量的 50%。试分析可能的原因及相应的改进措施。25.某水厂前段工艺单元采用聚合硫酸铝铁进行化学除磷，其后采用紫外消毒工艺，运 行中发现紫外灯管出现结垢现象较为严重，同时出水消毒效果变差。经检测出水溶解性铁的 浓度为 1.02.1mg/L。试分析原因。26.超滤膜的性能表征之一为截留率，截留率是指溶液中被膜截留的特定溶质的量所占 溶液中该特定溶质总量的比率。某水厂超滤系统在运行过程中发现截留率下降的问题。(1)请列举截留率下降的可能原因有哪些?(2)针对上述原因，请您描述相应处理措施。27.某水厂在运行中发现膜组件的外壳出现不同程度的破损，有的在固定外壳的四个边 角出现裂缝，并露出较锋利的断口，有的整个外壳从组件上剥落下来。(1)发现上述问题的可能原因有哪些?请列举一下。(2)针对上述原因，请您描述相应处理措施。